CN103917567B - 用于防水透气性涂层的水性聚氨酯分散体 - Google Patents

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Abstract

用于防水透气性涂层的水性聚氨酯分散体。水性聚氨酯分散体包含可通过异氰酸酯官能的聚氨酯预聚物A)与异氰酸酯反应性组分B)的反应获得的聚氨酯聚合物，其中异氰酸酯官能的预聚物A)可通过包含下列组分的混合物的反应获得：多元醇组分，其包含可通过包含脂族二羧酸和选自直链脂族二醇和支链脂族二醇的至少一种二醇的混合物的反应获得的聚酯多元醇；和包含占多异氰酸酯总重量的≥50重量%的二环己基甲烷二异氰酸酯的多异氰酸酯组分。异氰酸酯反应性组分B)包含以多元醇组分、多异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分B)的总重量的≥3,5重量%至≤10重量%的量使用的含磺酸根的化合物。本发明还涉及这种水性聚氨酯分散体用于涂层的用途、制造涂布基材的方法和涂布基材。

Description

用于防水透气性涂层的水性聚氨酯分散体
本发明涉及包含可通过异氰酸酯官能的聚氨酯预聚物A)与异氰酸酯反应性组分B)的反应获得的聚氨酯聚合物的水性聚氨酯分散体，其中异氰酸酯官能的预聚物A)可通过包含下列组分的混合物的反应获得：多元醇组分，其包含可通过包含脂族二羧酸和选自直链脂族二醇和支链脂族二醇的至少一种二醇的混合物的反应获得的聚酯多元醇；和包含占多异氰酸酯总重量的≥50重量%的二环己基甲烷二异氰酸酯的多异氰酸酯组分。本发明还涉及这种水性聚氨酯分散体用于涂层的用途、制造涂布基材的方法和涂布基材。
近年来，已经开发出许多织物——各种制造商声称它们既防水，又可透湿。这些材料通常被描述为防水透气性织物（WBF），且它们通常包含连续性聚合物膜。该膜可以是直接施加到织物上的薄涂层形式或随后用粘合层结合到织物上的预制膜形式。直接涂层可包含一个完整层或更通常一系列不同层，例如直接附着到织物上的基底涂层或连结涂层、一个或多个中间涂层和最外或罩面涂层。该直接涂层因此可遍体具有相同的聚合物组成，但更通常包含通过连续涂布操作施加的一系列不同的聚合物组成，特别地，基底涂层和罩面涂层通常具有基本不同的聚合物组成。
用于WBF的聚合物包括聚(四氟乙烯)、聚酯、聚酰胺，尤其是聚氨酯。完整涂层、分开的涂层、预制膜和粘合剂可以由微孔聚合物或亲水聚合物形成，或在WBF的制造中可以使用它们的各种组合。关于这一技术有用的参考书（包括制造技术和机械的描述）是"NewMaterials Permeable to Water Vapour", Dr Harro Traubel, Springer-Verlag(Berlin), 1999。
WBF的主要用途是在防水服装领域中，尽管这些材料也用于鞋类和工业服装以及另一些非服装用途。该聚合物膜的透湿性足以使显汗和非显汗从身体散出。
可通过将聚合物溶液施加到基材上并使这种膜与该聚合物的非溶剂（其与聚合物溶剂混溶）接触而物理制造涂层的微孔。液体蒸发产生用于输送水汽的微通道。
获得透湿性膜的化学途径是基于该涂层的亲水组分，如聚氧化烯单元，它们有助于水汽输送通过该涂层。
在这方面，US 5,700,867公开了具有离子官能团、聚氧乙烯单元和末端肼官能团的水性聚氨酯的水性分散体。离子官能团的含量为大约5至大约180毫当量/100克水性聚氨酯，聚氧乙烯单元的含量为水性聚氨酯重量的大约20重量%或更低。该水性分散体用于墨、涂料或粘合剂的组合物。该水性分散体和该组合物的储存稳定性、耐水性、颜料可分散性和与各种种类的基材，特别是非极性基材的粘合性被报道为优异。但是，没有提到透湿性。
US 4,190,566涉及具有基本线性分子结构和含有环氧乙烷单元的聚环氧烷聚醚侧链的非离子、水分散性聚氨酯，其特征在于该聚环氧烷聚醚侧链的环氧烷单元的大约40至95%由环氧乙烷单元构成，且大约5至60%由环氧丙烷、环氧丁烷或氧化苯乙烯构成，涉及这些非离子、水分散性聚氨酯的水性分散体，并涉及制造这些非离子、水分散性聚氨酯的方法。在此也没有提到透湿性。
US 2003/0195293 A1描述了具有大于大约500 gms/m2/24 hr的直立透湿速率（MVTR）的透气性聚氨酯，其包含：(a) 占所述聚氨酯的大约12重量%至大约80重量%的量的聚(环氧烷)侧链单元，其中(i) 所述聚(环氧烷)侧链单元中的环氧烷基团具有2至10个碳原子并且为未被取代的、被取代的或未被取代和被取代的，(ii) 至少大约50重量%的所述环氧烷基团是环氧乙烷，且(iii) 所述侧链单元的所述量为(i)当所述侧链单元的分子量小于大约600克/摩尔时，至少大约30重量%，(ii) 当所述侧链单元的分子量为大约600至大约1,000克/摩尔时，至少大约15重量%，和当所述侧链单元的分子量大于大约1,000克/摩尔时，至少大约12重量%，和(b) 占所述聚氨酯的小于大约25重量%的量的聚(环氧乙烷)主链单元。使用此类聚氨酯的用于织物和其它制品和用途的涂层和膜据报道具有优异的透气性，即高透湿速率（MVTR）。
WO 2006/075144 A1涉及聚(氨酯-脲)，其包含衍生自下列的链段(a) 二异氰酸酯或二异氰酸酯混合物；(b) 包含通式-[(CH2)mO]-的重复单元的聚醚多元醇，其中各m相同或不同并且是3或4，或所述聚醚多元醇的混合物；和(c) 二胺或二胺混合物，其中所述聚醚多元醇链段(b)占该干燥聚(氨酯-脲)的至少70重量%，且其中所述聚醚多元醇链段(b)的醚氧原子占该干燥聚(氨酯-脲)的至少15重量%；且其中所述聚(氨酯-脲)具有最多0.2重量%的胺端基含量。这些聚(氨酯-脲)可以制造和配混成单组分和双组分涂料制剂，其可用于制造具有所报道的良好阻隔性质的材料，如防水透湿性织物、恶劣气候防护服以及用于医疗和其它用途的膜。
US 5,629,402描述了涂料组合物，其含有(A) 由封端异氰酸酯预聚物和交联剂制备的聚氨酯体系，其含有含离子基团和聚环氧乙烷单元的聚氨酯或其前体，和任选地，(B)有机溶剂。此专利进一步涉及这种涂料组合物用于制备具有透湿性的涂层的用途。
其他实例包括US 5,716,676和US 5,747,582，其涉及涂料组合物和涂料组合物用于制备具有至少2500 g/m2/天的透湿性（DS 2109 TM1方法）的涂层的用途，所述涂料组合物含有(A) 聚氨酯，其含有(1) 0.1至75 meq/100克离子基团和(2) 11至50重量%的-(CH2CH2O)n-单元（其中n为2至25）——其并入由包含(I) 一种或多种多异氰酸酯、(II) 一种或多种具有350至5000的数均分子量的多元醇（条件是如果任何这样的多元醇是具有含1至8个碳原子的式基团的磺酸化聚醚二醇，m和n是1至10，p是0、1或2，且M是铵或碱金属阳离子，则还必须存在附加的含乙氧基的聚醚多元醇）和(III) 一种或多种具有32至349的分子量的链延长剂的反应性组分制成的主链中；和(B) 占组分(A)和(B)的总量的30至80重量%的水相。
使用聚烷撑二醇(polyoxyalkylene glycol)，特别是聚乙二醇类作为透气性涂层的聚氨酯组分的缺点在于，所得聚氨酯分散体的粘度相当高。这从加工角度看不合意。此外，亲水聚氨酯聚合物链段更倾向于水解，以致较不耐洗的透气性织物。
本发明的目的因此是提供可用于制造具有改进的耐洗性的防水透湿性涂层的聚氨酯分散体。
概括而言，本发明提供聚氨酯分散体，其中该聚氨酯聚合物的软链段基于某些脂族聚酯多元醇，硬链段基于某种脂族多异氰酸酯，且该聚合物含有一定量离子扩链剂。
相应地，本发明通过包含可通过异氰酸酯官能的聚氨酯预聚物A)与异氰酸酯反应性组分B)的反应获得的聚氨酯聚合物的水性聚氨酯分散体解决该目的，其中异氰酸酯官能的预聚物A)可通过包含下列组分的混合物的反应获得：
多元醇组分，其包含可通过包含至少一种脂族二羧酸和选自直链脂族二醇和支链脂族二醇的至少一种二醇的混合物的反应获得的聚酯多元醇；和
多异氰酸酯组分，其包含占多异氰酸酯总重量的≥50重量%的二环己基甲烷二异氰酸酯；
且其中异氰酸酯反应性组分B)包含以基于多元醇组分、多异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分B)的总重量的≥ 3,5重量%至≤ 10重量%的量使用的含磺酸根的化合物。
已经令人惊讶地发现，本发明的分散体产生具有高透湿性的涂层。同时，由于使用非亲水性的聚酯多元醇作为该聚氨酯聚合物的软链段，该涂层表现出改进的耐洗性。
该多元醇组分包含聚酯多元醇。这种聚酯多元醇可以是该多元醇组分的唯一多元醇。脂族二羧酸的实例包括四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、环己二甲酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、戊二酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、衣康酸、丙二酸、辛二酸、2-甲基琥珀酸、3,3-二乙基戊二酸和/或2,2-二甲基琥珀酸。也可以使用相应的酸酐作为酸源。该脂族二羧酸可以以一种或多种它们的相应二酯衍生物，特别是它们的二甲醇或二乙醇酯衍生物的形式使用。
直链脂族二醇的实例包括1,2-乙二醇（甘醇）、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇和1,3-丁二醇。直链脂族二醇优选选自1,3-和1,4-丁二醇、1,6-己二醇和/或1,8-辛二醇。
支链脂族二醇的实例包括新戊二醇、1,2-丙二醇、2-甲基-1,2-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、内消旋-2,3-丁二醇、2,3-二甲基-2,3-丁二醇（频哪醇）、1,2-戊二醇、2,3-戊二醇、2,4-戊二醇、1,4-戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1,3-己二醇、1,4-己二醇、1,5-己二醇、2,5-己二醇、2,5-二甲基-2,5-己二醇、1,3-环丁二醇、2,2,4,4-四甲基环丁二醇、1,2-环戊二醇、1,3-环戊二醇、1,3-二甲基-1,3-环戊二醇、1,2-环己二醇、1,3-环己二醇、1,4-环己二醇和1,4-二羟甲基环己烷。支链脂族二醇优选选自新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇和/或2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇。
根据本发明，该多异氰酸酯组分包含占多异氰酸酯总重量的≥ 50重量%，优选≥80重量%，更优选100重量%的二环己基甲烷二异氰酸酯（H12-MDI）。在这方面，H12-MDI的所有异构体和异构体混合物都在本发明的范围内。
如果使用，附加的多异氰酸酯可以是本领域技术人员本身已知的NCO官能度为2的芳族、芳脂族、脂族或脂环族多异氰酸酯。
合适的多异氰酸酯的实例是1,4-丁二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯（HDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、2,2,4-和/或2,4,4-三甲基己二异氰酸酯、1,4-环己二异氰酸酯、1,4-苯二异氰酸酯、2,4-和/或2,6-甲苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、2,2'-和/或2,4'-和/或4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、1,3-和/或1,4-双(2-异氰酸根合丙-2-基)-苯（TMXDI）、1,3-双(异氰酸根合甲基)苯（XDI）和含有C1至C8烷基的2,6-二异氰酸根合己酸烷基酯（赖氨酸二异氰酸酯）。
除上述多异氰酸酯外，还可以成比例使用具有脲二酮、异氰脲酸酯、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨基噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮结构的改性二异氰酸酯和每分子含有多于2个NCO基团的未改性多异氰酸酯，例如4-异氰酸根合甲基辛烷1,8-二异氰酸酯（壬烷三异氰酸酯）或三苯甲烷4,4',4"-三异氰酸酯。
上述类型的多异氰酸酯类或多异氰酸酯混合物优选仅含脂族和/或脂环族键合的异氰酸酯基团并具有2至4，优选2至2.6，特别优选2至2.4的该混合物的平均NCO官能度。
此外，异氰酸酯反应性组分B)包含含磺酸根的异氰酸酯反应性化合物。合适的化合物的实例是单-和二氨基磺酸类及其盐。这种类型的阴离子或潜在阴离子亲水剂的实例是2-(2-氨基乙基氨基)-乙磺酸、乙二胺丙基-或丁基-磺酸、1,2-或1,3-丙二胺-β-乙基磺酸。此外，可以使用从WO 01/88006 A1中获知的环己基氨基丙磺酸（CAPA）作为阴离子或潜在阴离子亲水剂。
含磺酸根的化合物优选以基于多元醇组分、多异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分B)的总重量的≥ 3,5重量%至≤ 8重量%的量使用。含磺酸根的化合物更优选以基于多元醇组分、多异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分B)的总重量的≥ 3,5重量%至≤ 6重量%的量使用。
对本发明而言，可能用作异氰酸酯反应性组分B)的溶剂的水不被视为这种组分B)的一部分。
该聚氨酯分散体的制备可以在均相或多步反应中在一个或多个步骤中进行，一些在分散相中进行。在完全或部分加聚后进行分散、乳化或溶解步骤。如果需要，随后进行在分散相中的进一步加聚或改性。
在此可以使用现有技术中已知的所有方法，例如预聚物混合法、丙酮法或熔体分散法。优选使用丙酮法。
为了通过丙酮法制备，通常最初引入用于制备异氰酸酯官能的聚氨酯预聚物的多元醇组分和多异氰酸酯组分，任选用与水混溶但对异氰酸酯基团呈惰性的溶剂稀释，并加热至50至120℃的温度。为了加速异氰酸酯加成反应，可以使用聚氨酯化学中已知的催化剂。
合适的溶剂是常规的脂族酮官能溶剂，如丙酮、2-丁酮，它们不仅可以在制备开始时加入，如果需要，还可以部分稍后加入。优选的是丙酮和2-丁酮。
可以另外使用其它溶剂，如二甲苯、甲苯、环己烷、乙酸丁酯、乙酸甲氧基丙酯、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、含有醚或酯单元的溶剂，并完全或部分馏出，或在N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮的情况中，完全留在分散体中。但是，优选不使用除常规的脂族酮官能溶剂外的其它溶剂。
在聚氨酯预聚物的制备中，异氰酸酯基团与异氰酸酯反应性基团的摩尔比通常为1.05至3.5，优选1.2至3.0，特别优选1.3至2.5。
部分或完全，但优选完全转化成预聚物。因此，在固态中或在溶液中获得含有游离异氰酸酯基团的聚氨酯预聚物。
如果需要，可以增加中和步骤。在用于将潜在阴离子基团部分或完全转化成阴离子基团的中和步骤中，使用碱，如叔胺，例如在各烷基中具有1至12个C原子，优选1至6个C原子，特别优选2至3个C原子的三烷基胺类，或碱金属碱，如相应的氢氧化物。
其实例是三甲胺、三乙胺、甲基二乙胺、三丙胺、N-甲基吗啉、甲基二异丙胺、乙基二异丙胺和二异丙基乙胺。该烷基还可带有例如羟基，如在二烷基单烷醇胺、烷基二烷醇胺和三烷醇胺的情况中。如果需要，可用的中和剂也是无机碱，如氨水溶液或氢氧化钠或氢氧化钾。
优选的是氨、三乙胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺或二异丙基乙胺以及氢氧化钠和氢氧化钾，特别优选是氢氧化钠和氢氧化钾。
该碱的摩尔量为要中和的酸基的摩尔量的50至125摩尔%，优选70至100摩尔%。如果分散水已包含中和剂，也可以与分散同时进行中和。
在进一步工艺步骤中，如果这尚未进行或仅部分进行，随后借助脂族酮，如丙酮或2-丁酮溶解所得预聚物。
在扩链步骤中，NH2-和/或NH-官能组分部分或完全与该预聚物的剩余异氰酸酯基团反应。优选在水中分散之前进行扩链/链终止。
由于使用含有NH2或NH基团的阴离子或潜在阴离子亲水剂进行部分或完全扩链，优选在分散前进行该预聚物的扩链。
优选在扩链后进行该分散。为此，任选借助高剪切，例如剧烈搅拌将溶解并扩链的聚氨酯聚合物引入分散水中，或相反，将分散水搅拌到扩链聚氨酯聚合物溶液中。优选将水添加到溶解的扩链聚氨酯聚合物中。
通常随后通过蒸馏除去在分散步骤后仍存在于分散体中的溶剂。同样可以在分散过程中除去。
有机溶剂在聚氨酯分散体中的残留含量通常小于基于整个分散体的1.0重量%。
该聚氨酯分散体的pH通常小于9.0，优选小于8.5，特别优选小于8.0，非常特别优选为6.0至7.5。该聚氨酯分散体的固含量为40至70重量%，优选50至65重量%，特别优选55至65重量%。
下面参照进一步方面和实施方案描述本发明。除非上下文中清楚地另行指明，它们可以自由组合。
在该分散体的一个实施方案中，该聚酯多元醇具有≥ 1000 g/mol至≤ 2000 g/mol的数均分子量。可以使用凝胶渗透色谱法对照聚苯乙烯标样测定数均分子量。优选范围是≥ 1500 g/mol至≤ 2000 g/mol。该聚酯多元醇更优选具有≥ 50 mg KOH/g至≤ 80 mgKOH/g的OH值（DIN 53240第2部分）。
在该分散体的另一实施方案中，来自反应混合物的聚酯多元醇可通过使包含至少一种脂族二羧酸、至少一种直链脂族二醇和至少一种支链脂族二醇的混合物反应获得。
在该分散体的另一实施方案中，在可用于获得聚酯多元醇的反应混合物中，脂族二羧酸是己二酸，直链脂族二醇是己二醇（优选己烷-1,6-二醇，且支链脂族二醇是新戊二醇。己二醇的摩尔量优选大于新戊二醇的摩尔量。例如，己二醇与新戊二醇的摩尔比可以为≥ 1.5:1至≤ 2.5:1。
在该分散体的另一实施方案中，可用于获得聚酯多元醇的反应混合物进一步包含聚丁二醇多元醇（polytetramethylene glycol polyol）和/或聚碳酸酯多元醇。就聚丁二醇多元醇而言，优选的数均分子量为≥ 500 g/mol至≤ 2000 g/mol，优选的OH值（DIN53240第2部分）为≥50 mg KOH/g至≤ 150 mg KOH/g。
关于聚碳酸酯多元醇，可以使用具有400至8000 g/mol，优选600至3000 g/mol的数均分子量的含羟基的聚碳酸酯，优选聚碳酸酯二醇。这些可通过碳酸衍生物，如碳酸二苯酯、碳酸二甲酯或光气与多元醇，优选二醇的反应获得。这种类型的二醇的实例为乙二醇、1,2-和1,3-丙二醇、1,3-和1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、新戊二醇、1,4-双羟甲基环己烷、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、二丙二醇、聚丙二醇类、二丁二醇、聚丁二醇类、双酚A和内酯改性的上述类型的二醇。
聚碳酸酯二醇优选包含40至100重量%的己二醇，优选1,6-己二醇和/或己二醇衍生物。这种类型的己二醇衍生物基于己二醇，并除OH端基外还含有酯或醚基团。这种类型的衍生物可通过己二醇与过量己内酯的反应或通过己二醇自醚化产生二-或三-己二醇而获得。
在该分散体的另一实施方案中，多异氰酸酯组分包含占多异氰酸酯总重量的≥99重量%至≤ 100重量%的二环己基甲烷二异氰酸酯。不计杂质，H12-MDI因此优选是唯一的多异氰酸酯组分。
在该分散体的另一实施方案中，异氰酸酯反应性组分B)包含2-[(2-氨基乙基)氨基]乙磺酸和/或其盐。最优选的是可以本身使用或作为水溶液使用的钠盐（AAS盐）。
在该分散体的另一实施方案中，异氰酸酯反应性组分B)进一步包含多胺扩链剂。这些优选是脂族或脂环族二胺，尽管如果需要，也可以使用三官能多胺或多官能多胺以实现特定性质。通常可以使用含有附加官能团，例如OH基团的多胺。合适的脂族多胺的实例是乙二胺、1,2-和1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺、2,2,4-和2,4,4-三甲基己二胺的异构体混合物、2-甲基戊二胺和二亚乙基三胺。多胺扩链剂的优选量为基于异氰酸酯反应性组分B)总重量的≥ 5重量%至≤ 15重量%。
此外，也可以添加除伯氨基外还含有仲氨基或除氨基（伯或仲）外还含有OH基团的化合物。其实例是伯/仲胺，如二乙醇胺、3-氨基-1-甲基氨基丙烷、3-氨基-1-乙基氨基丙烷、3-氨基-1-环己基氨基丙烷、3-氨基-1-甲基氨基丁烷和烷醇胺类，如N-氨基乙基乙醇胺、乙醇胺、3-氨基丙醇和新戊醇胺。
此外，也可以加入单官能异氰酸酯反应性氨基化合物，例如甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、辛胺、月桂胺、硬脂胺、异壬氧基丙胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、N-甲基氨基丙胺、二乙基(甲基)氨基丙胺、吗啉、哌啶或它们的合适的取代衍生物、由二伯胺和单羧酸制成的酰胺基胺、二伯胺的单酮亚胺(monoketimes)、伯/叔胺，如N,N-二甲基氨基丙胺。
本发明还涉及本发明的水性聚氨酯分散体用于制造透湿性涂层的用途。透湿性涂层特别被理解为是根据下列程序具有≥ 10000 g/m2/d的湿膜透湿速率（WVTR）的涂层：将150微米厚的湿膜施加到离型纸上。该膜然后在50℃下干燥10分钟并在150℃下干燥3分钟。然后根据British Textile Technology Group, Manchester, GB的公开文献DS 2109 TM1测量WVTR。
本发明的另一方面是制造涂布基材的方法，包括提供基材和用本发明的水性聚氨酯分散体涂布基材的步骤。可以使用各种喷涂方法，如气压喷涂、无气喷涂或静电喷涂法的任一种。但是，也可以通过其它方法，例如通过刷涂、辊涂或刮刀涂布施加该分散体。
在一个实施方案中，该方法进一步包括干燥该水性聚氨酯分散体的步骤。这导致在基材上形成聚氨酯膜。可以通过首先在低于100℃，然后在高于100℃的温度下干燥逐步进行干燥。
在该方法的另一实施方案中，基材选自织物、金属表面、玻璃表面、陶瓷表面、混凝土表面、石材表面、皮革表面和合成聚合物表面。特别优选的是织物以制造防水透气性织物。织物的实例包括羊毛织物、棉织物和合成（聚合物）织物。
本发明还涉及包含涂层的涂布基材，所述涂层包含本发明的水性或干燥聚氨酯分散体。在干燥分散体的情况中，在基材上形成聚氨酯膜。该膜可根据其固有性质层压到基材上或粘附到基材上。
在该涂布基材的一个实施方案中，基材选自织物、金属表面、玻璃表面、陶瓷表面、混凝土表面、石材表面、皮革表面和合成聚合物表面。特别优选的是织物以获得防水透气性织物。织物的实例包括羊毛织物、棉织物和合成（聚合物）织物。
在该涂布基材的另一实施方案中，该涂层具有≥ 10000 g/m2/d至≤ 25000 g/m2/d的透湿速率。可以根据下列程序测定透湿速率（WVTR）：将150微米厚的湿膜施加到离型纸上。该膜然后在50℃下干燥10分钟并在150℃下干燥3分钟。然后根据British TextileTechnology Group, Manchester, GB的公开文献DS 2109 TM1测量WVTR。
实施例：
参照实施例例示本发明，尽管这些不应被理解为限制性的。除非另行规定，所有数量、分数和百分比基于重量以及该组合物的总量或总重量。除非另行指明，所有分析测量涉及在23℃的温度下测量。
通过将称重样品在125℃下加热至恒重，测定固含量或固体含量。在恒重下，将样品再称重以计算固体含量。
除非另行明确提到，根据DIN-EN ISO 11909按体积测定NCO含量。借助IR光谱法（在2260 cm-1下的谱带）进行游离NCO基团的控制。
使用来自Anton Paar Germany GmbH, Ostfildern, Germany的旋转粘度计根据DIN 53019在23℃下借助旋转粘度测定法测定所示粘度。
在用去离子水稀释后借助激光相关光谱法（仪器：Malvern Zetasizer 1000,Malver Inst. Limited）测定聚氨酯分散体的平均粒度（提供数均）。
词汇表：
二氨基磺酸盐: NH2−CH2CH2−NH−CH2CH2−SO3Na（2-[(2-氨基乙基)氨基]-乙磺酸钠，在水中45%浓度）；实施例中给出的量涉及这种45重量%水溶液
Desmophen® 2020/C2200: 聚碳酸酯多元醇，OH值56 mg KOH/g，数均分子量2000g/mol（Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, Germany）
PolyTHF® 2000: 聚丁二醇多元醇，OH值56 mg KOH/g，数均分子量2000 g/mol（BASF AG, Ludwigshafen, Germany）
PolyTHF® 1000: 聚丁二醇多元醇，OH值112 mg KOH/g，数均分子量1000 g/mol（BASF AG, Ludwigshafen, Germany）
Polyether LB 25: 基于环氧乙烷/环氧丙烷的单官能聚醚，数均分子量2250 g/mol，OH值25 mg KOH/g（Bayer MaterialScience AG, Leverkusen, Germany）
Desmodur® W: 二环己基甲烷二异氰酸酯（H12-MDI）。
实施例1（对比例）
987.0克PolyTHF® 2000、375.4克PolyTHF® 1000、761.3克Desmophen® C2200和44.3克聚醚LB 25在标准搅拌装置中加热至70℃。然后加入237.0克己二异氰酸酯和313.2克异佛尔酮二异氰酸酯的混合物并在120℃下搅拌该混合物直至达到理论NCO值。用4830克丙酮溶解制成的预聚物并由此冷却至50℃，然后计量加入25.1克乙二胺、116.5克异佛尔酮二胺、61.7克二氨基磺酸盐和1030克水的溶液。后搅拌时间为10分钟。然后通过添加1250克水分散该混合物。通过真空蒸馏除去溶剂。
所得白色分散体具有下列性质：
固含量: 61%粒度(LCS): 312 nm
粘度（粘度计，23℃）: 241 mPas
pH (23℃): 7.15。
实施例2（对比例）
将450克PolyTHF® 1000和2100克PolyTHF® 2000加热至70℃。然后，加入225.8克己二异氰酸酯和298.4克异佛尔酮二异氰酸酯的混合物并在100-115℃下搅拌该混合物直至实际NCO值降到理论NCO值以下。在50℃下用5460克丙酮溶解制成的预聚物，然后计量加入29.5克乙二胺,、143.2克二氨基磺酸盐和610克水的溶液。后搅拌时间为15分钟。然后通过添加1880克水分散该混合物。通过真空蒸馏除去溶剂并获得储存稳定的分散体。
固含量: 56%
粒度(LCS): 276 nm粘度: 1000 mPas。
实施例3（对比例）
将1649.0克具有1700 g/mol的数均分子量的己二酸、己二醇和新戊二醇的聚酯加热至65℃。然后加入291.7克己二异氰酸酯并在100-115℃下搅拌该混合物直至实际NCO值降到理论NCO值以下。在50℃下用3450克丙酮溶解制成的预聚物，然后计量加入16.8克乙二胺、109.7克二氨基磺酸盐和425克水的溶液。后搅拌时间为15分钟。然后通过添加1880克水分散该混合物。通过真空蒸馏除去溶剂并获得储存稳定的分散体。
固含量: 42%
粒度(LCS): 168 nm
粘度: 425 mPas
pH: 7.07。
实施例4（对比例）
将340克具有1700 g/mol的数均分子量的己二酸、己二醇和新戊二醇的聚酯加热至65℃。然后加入60.1克己二异氰酸酯并在105℃下搅拌该混合物直至实际NCO值降到理论NCO值以下。在50℃下用711克丙酮溶解制成的预聚物，然后计量加入2.1克乙二胺、32.4克二氨基磺酸盐和104.3克水的溶液。后搅拌时间为15分钟。然后通过添加1880克水分散该混合物。通过真空蒸馏除去溶剂并获得储存稳定的分散体。
固含量: 40%
粒度(LCS): 198 nm
粘度: 700 mPas
pH: 6.31。
实施例5（对比例）
将340克具有1700 g/mol的数均分子量的己二酸、己二醇和新戊二醇的聚酯加热至65℃。然后加入60.1克己二异氰酸酯并在105℃下搅拌该混合物直至实际NCO值降到理论NCO值以下。在50℃下用711克丙酮溶解制成的预聚物，然后计量加入46.9克二氨基磺酸盐和129克水的溶液。后搅拌时间为15分钟。然后通过添加477克水分散该混合物。通过真空蒸馏除去溶剂并获得储存稳定的分散体。
固含量: 33%
粒度(LCS): 168 nm
粘度: 410 mPas
pH: 7.3。
实施例6（对比例）
将318,8克具有1700 g/mol的数均分子量的己二酸、己二醇和新戊二醇的聚酯加热至65℃。然后加入74.5克异佛尔酮二异氰酸酯并在125℃下搅拌该混合物直至实际NCO值降到理论NCO值以下。在50℃下用700克丙酮溶解制成的预聚物，然后计量加入44.0克二氨基磺酸盐和121克水的溶液。后搅拌时间为15分钟。然后通过添加470克水分散该混合物。通过真空蒸馏除去溶剂并获得储存稳定的分散体。
固含量: 29%
粒度(LCS): 29 nm
粘度: 450 mPas
pH: 6.9。
实施例7（对比例）
将318.8克具有1700 g/mol的数均分子量的己二酸、己二醇和新戊二醇的聚酯加热至65℃。然后加入87.9克Desmodur® W并在125℃下搅拌该混合物直至实际NCO值降到理论NCO值以下。在50℃下用720克丙酮溶解制成的预聚物，然后计量加入20.6克二氨基磺酸盐、4.1克乙二胺和87克水的溶液。后搅拌时间为15分钟。然后通过添加520克水分散该混合物。通过真空蒸馏除去溶剂并获得储存稳定的分散体。
固含量: 40.2%
粒度(LCS): 172 nm
粘度: 23 mPas
pH: 8.7。
实施例8
将318.8克具有1700 g/mol的数均分子量的己二酸、己二醇和新戊二醇的聚酯加热至65℃。然后加入87.9克Desmodur® W并在125℃下搅拌该混合物直至实际NCO值降到理论NCO值以下。在50℃下用720克丙酮溶解制成的预聚物，然后计量加入32.9克二氨基磺酸盐、1.6克乙二胺和102克水的溶液。后搅拌时间为15分钟。然后通过添加520克水分散该混合物。通过真空蒸馏除去溶剂并获得储存稳定的分散体。
固含量: 40.5%
粒度(LCS): 148 nm
粘度: 30 mPas
pH: 7.3。
实施例9
将318.8克具有1700 g/mol的数均分子量的己二酸、己二醇和新戊二醇的聚酯加热至65℃。然后加入87.9克Desmodur® W并在125℃下搅拌该混合物直至实际NCO值降到理论NCO值以下。在50℃下用720克丙酮溶解制成的预聚物，然后计量加入44.0克二氨基磺酸盐和121克水的溶液。后搅拌时间为15分钟。然后通过添加500克水分散该混合物。通过真空蒸馏除去溶剂并获得储存稳定的分散体。
固含量: 40.0%
粒度(LCS): 215 nm
粘度: 48 mPas
pH: 9.0。
实施例10
将318.8克具有1700 g/mol的数均分子量的己二酸、己二醇和新戊二醇的聚酯加热至65℃。然后加入87.9克Desmodur® W并在125℃下搅拌该混合物直至实际NCO值降到理论NCO值以下。在50℃下用720克丙酮溶解制成的预聚物，然后计量加入41.8克二氨基磺酸盐、1.5克乙二胺和127克水的溶液。后搅拌时间为15分钟。然后通过添加480克水分散该混合物。通过真空蒸馏除去溶剂并获得储存稳定的分散体。
固含量: 39.4%
粒度(LCS): 149 nm
粘度: 108 mPas
pH: 8.9。
实施例11
将148.8克具有1700 g/mol的数均分子量的己二酸、己二醇和新戊二醇的聚酯和175.0克Desmophen® C 2200加热至65℃。然后加入82.1克Desmodur® W并在125℃下搅拌该混合物直至实际NCO值降到理论NCO值以下。在50℃下用720克丙酮溶解制成的预聚物，然后计量加入41.1克二氨基磺酸盐和113克水的溶液。后搅拌时间为15分钟。然后通过添加500克水分散该混合物。通过真空蒸馏除去溶剂并获得储存稳定的分散体。
固含量: 40.9%
粒度(LCS): 182 nm
粘度: < 50 mPas
pH: 8.5。
实施例12: 透湿速率(WVTR)测试
在包含设定至精确距离的两个抛光辊的铸膜仪器中，在后辊前插入离型纸。借助测隙规调节纸与前辊之间的距离。该距离对应于所得涂层的（湿）膜厚度并调节成各涂层的所需沉积。也可以分几个涂层相继进行涂布。
通过将产物（通过添加Borchi Gel ALA, Borchers, Langenfeld, DE，设定至4500 mPa s粘度）倒在纸与前辊之间的间隙上并垂直向下拉动离型纸，施加各涂层，由此在纸上形成相应的薄膜。如果施加几个涂层，将各个涂层干燥并再插入纸。
为了测定透湿速率(WVTR)，将150微米的湿膜施加到VEZ matte类型的离型纸上。该膜在50℃下干燥10分钟并在150℃下干燥3分钟。根据British Textile TechnologyGroup, Manchester, GB的公开文献DS 2109 TM1测量WVTR。结果概括在下表中。
基于下列实施例号的分散体的薄膜 WVTR [g/m2/d]
1（对比） 2280
2（对比） 3750
3（对比） 2170
4（对比） 3060
5（对比） 3100
6（对比） 2300
7（对比） 2800
8 16800
9 22900
10 19800
11 21300
实施例13: 静水压试验
由实施例8根据DIN 53886制备强度为37,4 g/cm2的膜。根据DIN EN 20811:1992在20℃下进行静水压试验的测量（ISO 811:1981）。结果在于，在6000 mm的静水压下没有检测到渗漏。

Claims (15)

1.水性聚氨酯分散体，其包含可通过异氰酸酯官能的聚氨酯预聚物A)与异氰酸酯反应性组分B)的反应获得的聚氨酯聚合物，
其特征在于
异氰酸酯官能的预聚物A)可通过包含下列组分的混合物的反应获得：
- 多元醇组分，其包含可通过包含至少一种脂族二羧酸和选自直链脂族二醇和支链脂族二醇的至少一种二醇的混合物的反应获得的聚酯多元醇；和
- 多异氰酸酯组分，其包含占多异氰酸酯总重量的≥99重量%至≤100重量%的二环己基甲烷二异氰酸酯；
且其中异氰酸酯反应性组分B)包含以基于多元醇组分、多异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分B)的总重量的≥ 3.5重量%至≤ 10重量%的量使用的含磺酸根的化合物。
2.根据权利要求1的分散体，其中所述聚酯多元醇具有≥ 1000 g/mol至≤ 2000 g/mol的数均分子量。
3.根据权利要求1的分散体，其中来自反应混合物的聚酯多元醇可通过使包含至少一种脂族二羧酸、至少一种直链脂族二醇和至少一种支链脂族二醇的混合物反应获得。
4.根据权利要求1的分散体，其中可用于获得聚酯多元醇的反应混合物进一步包含聚丁二醇多元醇和/或聚碳酸酯多元醇。
5.根据权利要求1的分散体，其中所述异氰酸酯反应性组分B)包含2-[(2-氨基乙基)氨基]乙磺酸和/或其盐。
6.根据权利要求1的分散体，其中所述异氰酸酯反应性组分B)进一步包含多胺扩链剂。
7.根据权利要求1的分散体，其中所述含磺酸根的化合物以基于多元醇组分、多异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分B)的总重量的≥ 3.5重量%至≤ 8重量%的量使用。
8.根据权利要求1的分散体，其中所述水性聚氨酯分散体由通过异氰酸酯官能的聚氨酯预聚物A)与异氰酸酯反应性组分B)的反应获得的聚氨酯聚合物构成。
9.根据权利要求1至8任一项的水性聚氨酯分散体用于制造透湿性涂层的用途。
10.制造涂布基材的方法，其包括提供基材和用根据权利要求1至8任一项的水性聚氨酯分散体涂布所述基材的步骤。
11.根据权利要求10的方法，其进一步包括干燥所述水性聚氨酯分散体的步骤。
12.根据权利要求10的方法，其中所述基材选自织物、金属表面、玻璃表面、陶瓷表面、混凝土表面、石材表面、皮革表面和合成聚合物表面。
13.包含涂层的涂布基材，所述涂层包含根据权利要求1至8任一项的水性或干燥聚氨酯分散体。
14.根据权利要求13的涂布基材，其中所述基材选自织物、金属表面、玻璃表面、陶瓷表面、混凝土表面、石材表面、皮革表面和合成聚合物表面。
15.根据权利要求13的涂布基材，其中所述涂层具有≥ 10000 g/m2/d至≤ 25000 g/m2/d的透湿速率。
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